10.1单片机应用设计开发综述 10.1.1单片机应用系统设计思想 弹性钢片 镍铬丝 220V 定触头 动触头 加热电阻丝 图10-1传统的烤箱温度控制电路
10.1 单片机应用设计开发综述 10.1.1 单片机应用系统设计思想 220V 图10-1 传统的烤箱温度控制电路 加热电阻丝 定触头 动触头 镍铬丝 弹性钢片
输入信号 输出信号 输入部分一 ECU 输出部分一 图10-3单片机应用系统的组成结构 单片机应用系统的设计包括两大部分 1.硬件设计。确定控制系统的输入、输出参数,将图10-3 所示意的各个部分确定、设计为具体的芯片、电路 2.软件设计。明确输入、输出参数的关系,编程实现输入 信号与输出控制信号的控制逻辑
输 入 部 分 ECU 输 出 部 分 输入信号 输出信号 图10-3 单片机应用系统的组成结构 单片机应用系统的设计包括两大部分: 1.硬件设计。确定控制系统的输入、输出参数,将图10-3 所示意的各个部分确定、设计为具体的芯片、电路。 2.软件设计。明确输入、输出参数的关系,编程实现输入 信号与输出控制信号的控制逻辑
10.1.2单片机应用系统 设计过程 开始 硬件设计 软件设计 明确任务,划分功能块 确定输入、输出 仿真调试 选单片机机型 「安装统调 划分软硬件功 交付使用 产品化 图10-4单片机应用系统设计的一般过程
10.1.2 单片机应用系统 设计过程 开 始 明 确 任 务 , 划 分 功 能 块 确 定 输 入 、 输 出 选 单 片 机 机 型 划 分 软 硬 件 功 能 硬件设计 软件设计 仿真调试 安装统调 交付使用 产品化 图10-4 单片机应用系统设计的一般过程
1.确定总体设计方案 1)明确应用系统的目标、任务 认真分析系统要实现的功能、要求,明确目标、 任务,并将任务细化为一个个具体化的功能块 要清楚: (1)该系统有哪些外部设备?要实现哪几项控制 功能 (2)每个控制功能块要控制哪些物理量(被控参 数) (3)有哪些控制条件和要求(控制参数)? (4)控制参数与被控参数的控制关系?
1.确定总体设计方案 1)明确应用系统的目标、任务 认真分析系统要实现的功能、要求,明确目标、 任务,并将任务细化为一个个具体化的功能块。 要清楚: (1)该系统有哪些外部设备?要实现哪几项控制 功能? (2)每个控制功能块要控制哪些物理量(被控参 数)? (3)有哪些控制条件和要求(控制参数)? (4)控制参数与被控参数的控制关系?
2)确定参数与数字信号的转化方法 (1)信号传感器:这是常用的、种类非常多、范 围极其广的一种方法。如温度传感器可以将温度信 号转化为电压信号,速度传感器可以将速度信号转 化为电脉冲信号等。 一些传感器的输出信号即为脉冲信号,经整形、放 大后可直接向单片机输入。有一些传感器的输出信 号为模拟信号,必须经模/数转换后才能作为输入信 号输入。 (2)脉冲触发信号发生电路:该种电路往往用于 人工控制信号的产生。 (3)电平转换电路:对于控制参数中的电压量、 开关量则可通过电平转换后输入
2)确定参数与数字信号的转化方法 (1)信号传感器:这是常用的、种类非常多、范 围极其广的一种方法。如温度传感器可以将温度信 号转化为电压信号,速度传感器可以将速度信号转 化为电脉冲信号等。 一些传感器的输出信号即为脉冲信号,经整形、放 大后可直接向单片机输入。有一些传感器的输出信 号为模拟信号,必须经模/数转换后才能作为输入信 号输入。 (2)脉冲触发信号发生电路:该种电路往往用于 人工控制信号的产生。 (3)电平转换电路:对于控制参数中的电压量、 开关量则可通过电平转换后输入
输出信号常通过以下几种方法对被控设备进行控制 驱动: (1)直接驱动:适于LED等小功率外部设备。 (2)经放大电路放大后驱动:如单片机对小功率步 进电机的控制 (3)由电磁继电器控制设备电路:单片机输出信号 只连接继电路,由继电器控制设备主电路的通、断 这种方法适用多种场合,为单片机应用系统广泛采 用 (4)经数模转换后驱动:如单片机对示波器、绘图 仪等的控制
输出信号常通过以下几种方法对被控设备进行控制 驱动: (1)直接驱动:适于LED等小功率外部设备。 (2)经放大电路放大后驱动:如单片机对小功率步 进电机的控制。 (3)由电磁继电器控制设备电路:单片机输出信号 只连接继电路,由继电器控制设备主电路的通、断。 这种方法适用多种场合,为单片机应用系统广泛采 用。 (4)经数模转换后驱动:如单片机对示波器、绘图 仪等的控制
3)机型选择 根据应用系统的复杂程度选择4位、8位还是16位机, 根据使用场合、精度等确定使用哪类机型等等。注 意选择的机型一般应为市场流行的,在满足要求的 条件下也要考虑经济性 4)划分硬件和软件功能 某些功能必须由硬件或软件完成,但有些功能软硬 件都可实现。对于软硬件都能实现的功能若使用硬 件完成,则线路复杂,增加硬件成本,若用软件」 法完成则增大编程难度。一般根据应用系统的生产 量选择,若是大批量生产则用软件方法实现,以降 低成本
3)机型选择 根据应用系统的复杂程度选择4位、8位还是16位机, 根据使用场合、精度等确定使用哪类机型等等。注 意选择的机型一般应为市场流行的,在满足要求的 条件下也要考虑经济性。 4)划分硬件和软件功能 某些功能必须由硬件或软件完成,但有些功能软硬 件都可实现。对于软硬件都能实现的功能若使用硬 件完成,则线路复杂,增加硬件成本,若用软件方 法完成则增大编程难度。一般根据应用系统的生产 量选择,若是大批量生产则用软件方法实现,以降 低成本